高寒地区潜水型涎流冰病害成因分析及处治措施

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1、高寒地区潜水型涎流冰病害成因分析及处治措施【】针对高寒山区存在的潜水型涎流冰灾害问题，通过病害成因分析，采用设置深层碎石盲沟处治方式，排除层间潜水，避免冬季层间潜水形成涎流冰，满溢到路面，浸泡路基，对行车安全构成威胁，保证交通畅通。　　【关键词】涎流冰病害;成因分析;碎石盲沟;处治措施　　　　0.前言　　在高寒地区高速公路，因纵断设计需要，挖方路堑部分开挖造成层间潜流外露，因内外水压力的差异，造成潜水外流，冬季气温下降，地下潜水扇形溢处，漫流到路面上，从下而上逐层冻结，形成涎流冰，因层间潜流出水量的不同，形成体积不等的涎流冰冰体，对路基路面浸泡

2、，严重影响路面的使用寿命，对冬季车辆通行构成严重安全威胁。　　吉林-黑河高速公路北段孙吴至潮水段地处小兴安岭山地，位于高寒地区，路堑开挖后，土层为泥岩层、风化泥岩层与砂层交替分布，层间潜水丰富，夏季不断渗流冲刷边坡，冬季形成涎流冰，涎流冰漫溢到路基范围内，成扇形分布，绵延数百米，严重阻碍交通，路基浸泡严重。　　1.自然地理概况　　1.1地貌、水文地质情况　　孙吴至潮水段地处小兴安岭北麓，地势起伏较大，路线通过区域路堑段落较多，挖方断面砂岩层、泥岩层、风化泥岩层、沉积砂层、粘土层交替分布，砂层层间潜水丰富，地表水流方向向路基方向居多。　　1.2气

3、候、气象　　该区域属大陆性季风气候，气候寒冷而湿润，冬季寒冷漫长，夏季温和短促，年平均气温为－1.3－0.4℃，极端最高气温35.2℃，极端最低气温－48.1℃。　　年平均降水量在491－540mm之间，多集中于夏季6－8月，约占全年总降水量的61－67%，冬季严寒多雪，积雪留存时间长，最大冻深2.8m。　　2.涎流冰分布　　本段公路层间潜水涎流冰病害严重，冬季涎流冰漫溢至路基，春节融化浸泡路基，对路基破坏较大，冬季对行车安全构成严重威胁。　　3.涎流冰病害成因分析　　通过对涎流冰段落地势、地质、层间潜水流量等因素的调查、观测，分析涎流冰病害成

4、因。　　3.1地势情况调查　　形成潜水涎流冰段落路基左侧由山体向路基方向整体地势逐渐下降，地表水流水方向指向路基方向，路堑顶与山体间存在低洼地，夏季降水部分水量渗入层间砂层部位，冬季降雪融化后，一部分通过地表径流及自然蒸发排除，一部分渗入地下砂层，对地下层间潜水水量补偿，导致夏季层间水不断从开挖后坡面渗出，冬季层间潜流连续渗出，形成涎流冰，层间潜流部位土质类型为砂层，厚度一般为0.4-0.8m，泥岩层、风化泥岩层、粘土层无渗水现象，出水部位一般距原地表3-6m。　　3.2路堑开挖导致原有地下潜流排水平衡破坏　　通过对开挖后路堑左侧和右侧坡面的观

5、察，地势向路基方向逐渐降低侧坡面无论冬季、夏季层间水连续不断渗出；地势向路基方向逐渐升高侧坡面，无层间水渗出。主要因路堑开挖，切断潜水层，破坏原有自然疏水状况，导致层间潜水外露，内部水压力大于外部压力，造成层间潜水从坡面砂层流出。　　3.3层间潜流水量大小观测　　路基左侧地势较高一侧地表平坦顺畅段落，因地表水能够快速排除，渗入层间的水量较小，对层间潜水补偿水量较小，在路堑坡面流出的水量就小，边坡渗水及形成涎流冰的病害较小；路基左侧地势较高一侧地表坑洼较大，导致降水汇集，无法随地表径流排除而汇集于坑洼位置，致使层间潜水得到更多水量补偿，层间径流通

6、过砂层连续从坡面排除，造成夏季边坡渗水水量增加，冬季涎流冰病害严重；路基右侧地势较低一侧地表水顺利排除，层间潜水方向远离路基，因此路堑坡面没有层间潜水流出，无涎流冰病害发生。　　3.4层间潜水　　层间潜水主要为夏季雨水渗入、冬季冰雪融化后渗入以及冬季地表冻结后，地下毛细水上升如潜水层。　　4.涎流冰病害处治措施　　通过对涎流冰病害形成原因的分析，本项目多处层间潜水涎流冰病害的形成是因为路堑开挖后，切断潜水层，导致层间水外露，破坏原有自然疏水状况造成的，结合实际情况，制定导、蓄相结合的处理措施，完善地表排水系统，采用设置深层碎石盲沟、蓄冰坑，使地

7、表水、层间潜水远离到路基，避免形成涎流冰，导致路基破坏，保证冬季行车安全，确保道路畅通。　　4.1完善地表排水设施,排除路基左侧地势较高一侧坑洼地积水　　坑洼地积水是地下层间潜水补偿的主要之一，通过在地表挖设排水沟及截水沟，将汇水及时排放到远离路基的河流或洼地，减少地下层间潜水补给源，降低层间潜水的出口流量。　　4.2在路堑上坡脚外侧设置较大尺寸截水沟，及时排除地表汇水　　在路堑上坡脚外5m，根据汇水面积计算，设置纵坡较大，断面尺寸较大的截水沟，确保夏季地表水、春季融化冰雪水及时排放，最大限度减少潜水补给源。　　4.3在路堑上坡脚外10m-15

8、m设置深层碎石盲沟，将层间潜水导到路基范围外　　4.3.1测定坡面潜水流出位置，确定盲沟沟底纵断高程　　根据坡面潜水流出位置，测定出水位置距离地表高度